教科版高中物理必修1《匀变速直线运动速度与时间的关系》参考课件3（37张PPT）

(共37张PPT)
第五节
匀变速直线运动速度与时间的关系
课标定位：
应用：
1.根据v－t图像求加速度．
2．利用匀变速直线运动速度公式进行计算．
理解：
1.匀变速直线运动v－t图像的斜率的意义．
2．匀变速直线运动的速度公式．
认识：
1.匀变速直线运动的概念及特点．
2．匀变速直线运动的v－t图像及其特点．
第五节
核心要点突破
课堂互动讲练
课前自主学案
课标定位
课前自主学案
一、匀变速直线运动
1．定义：速度随时间_________即加速度_______的运动．
2．分类
(1)匀加速直线运动：速度均匀增加．
(2)匀减速直线运动：速度均匀减小．
3．速度与时间的关系：vt＝__________
均匀变化
恒定
v0＋at
二、匀变速直线运动的v－t图像
1.形状：一条倾斜的直线，如图1－5－1.
图1－5－1
2．斜率的意义： 表示加速度的大小和方向，
若 >0，物体做_______运动，若 <0，物体做______运动．
加速
减速
思考感悟
如图1－5－2表示某物体做直线运动的速度－时间图像，试问物体做什么运动？它的加速度怎么变化？
提示：随着时间的推移，图像对应的纵坐标越来越大，说明物体做加速直线运动，v－t图线的倾斜程度越来越厉害，说明其加速度正在增大．
图1－5－2
核心要点突破
一、对速度与时间关系式的理解
1．公式vt＝v0＋at中各符号的含义
(1)v0、vt分别表示物体的初、末速度．
(2)a为物体的加速度，且a为恒量．
2．公式的矢量性
(1)公式中的v0、vt、a为矢量，应用公式解题时，一般取v0的方向为正方向，a、vt与v0的方向相同时取正值，与v0的方向相反时取负值．
(2)a与v0同向时物体做匀加速运动，a与v0方向相反时，物体做匀减速直线运动．
3．公式的适用条件
公式vt＝v0＋at只适用于匀变速直线运动．
4．公式vt＝v0＋at的特殊形式
(1)当a＝0时，vt＝v0(匀速直线运动)
(2)当v0＝0时，vt＝at(由静止开始的匀加速直线运动)
即时应用?(即时突破，小试牛刀)
1.对于公式vt＝v0＋at，下列说法正确的是(　　)
A．适用于任何变速运动
B．只适用于匀加速直线运动
C．适用于任何匀变速直线运动
D．v0和vt只能是正值，不可能为负值
解析：选C.速度公式vt＝v0＋at，适用于所有的匀变速直线运动，包括匀加速直线运动和匀减速直线运动，不适用于非匀变速运动，A、B错，C对；公式中的三个矢量v0、vt及a均可能是正值或负值，D错．
二、对v－t图像的理解
1．v－t图像的几种类型
(1)匀速直线运动的v－t图像
如图1－5－3甲所示，由于匀速直线运动的速度不随时间改变，因而v－t图像是一条平行于时间轴的直线．从图像中可以直接看出速度的大小为v0.
图1－5－3
(2)匀变速直线运动的v－t图像
如图乙所示，匀变速直线运动的v－t图像是一条倾斜的直线，直线a反映了速度随时间是均匀增加的，即是匀加速直线运动的图像；直线b反映了速度随时间是均匀减小的，即是匀减速直线运动的图像．
图1－5－3
(3)变加速直线运动的v－t图像
如图丙所示，变加速直线运动的v－t图像是一条曲线，曲线c表示加速度逐渐减小的加速运动，d表示加速度逐渐增大的加速运动，e表示加速度逐渐增大的减速运动，f表示加速度逐渐减小的减速运动．
图1－5－3
特别提醒：
(1)v－t图像反映速度随时间变化的规律，并不表示物体运动的轨迹．
(2)由于v－t图像中只能表示正、负两个方向，所以它只能描述直线运动，无法描述曲线运动．
即时应用?(即时突破，小试牛刀)
2.某质点的运动图像如图1－5－4
所示，则质点(　　)
A．在第1 s末运动方向发生变化
B．在第2 s末运动方向发生变化
C．在第2 s内速度越来越大
D．在第3 s内速度越来越大
图1－5－4
解析：选BD.题图为速度—时间图像，由图可知，第1 s末速度达到最大，运动方向不变，A错；第2 s末速度为零，然后反向加速，速度方向改变，B正确；第2 s内质点做减速运动，速度减小，C错；第3 s内质点做反向的加速运动，速度增大，D正确．
三、速度公式的应用方法与技巧
1．速度公式vt＝v0＋at的适用条件是匀变速直线运动，所以应用公式时必须首先对运动性质和运动过程进行判断和分析．
2．对物体的运动进行分析时，要养成画运动草图的习惯，一般有两种草图：一是v－t图像；二是物体的运动轨迹图．这样可以帮助我们对物体运动过程的理解，有助于发现已知量和未知量之间的关系．
3．如果全过程不是匀变速直线运动，但只要每一小段是匀变速直线运动，也可以在每小段上应用速度公式求解．
4．对匀减速直线运动的两种处理方法：方法一是将a直接用负值代入速度公式vt＝v0＋at；方法二是将a用其大小代入，速度公式须变形为vt＝v0－at.
即时应用?(即时突破，小试牛刀)
3.物体做匀加速直线运动，已知第1 s末的速度为6 m/s，第2 s末的速度为8 m/s，则下列结论中正确的是(　　)
A．物体的初速度为3 m/s
B．物体的加速度为2 m/s2
C．任何1 s内物体速度的变化都为2 m/s
D．第1 s内物体的平均速度为6 m/s
解析：选BC.由v＝v0＋at可得，a＝2 m/s2，故B正确；由Δv＝at可得，物体在任何1 s内速度的变化都是2 m/s，故C正确；由v＝v0＋at，物体的初速度v0＝v1－at＝(6－2×1) m/s＝4 m/s，第1 s内的平均速度一定小于6 m/s，故A、D均错．
课堂互动讲练
对速度－时间关系式的理解及应用
甲、乙两物体分别做匀加速和匀减速直线运动，已知乙的初速度是甲的初速度的2.5倍，且甲的加速度大小是乙的加速度大小的2倍，经过4 s，两者的速度均达到8 m/s，则
(1)两者的初速度分别为多大？
(2)两者的加速度分别为多大？
例1
【思路点拨】　速度公式v＝v0＋at包含的四个物理量中，已知时间和末速度，另两个需初速度和加速度比例关系列方程组求解．
【精讲精析】　对甲、乙两物体分别应用匀变速直线运动速度公式，
有v＝v甲＋a甲t，v＝v乙－a乙t，
又v乙＝2.5v甲，a甲＝2a乙，
【答案】　
(1)4 m/s　10 m/s　(2)1 m/s2　0.5 m/s2
【题后反思】　注意加速度的正负号及两者之间的联系．当问题涉及多个物体的运动时，除了对每一个物体进行运动状态的分析，列出相应的运动学方程外，还需找出它们之间的联系，列出必要的辅助方程，组成方程组求解．
变式训练1　火车沿平直轨道匀加速前进，过某一路标时的速度为10.8 km/h,1 min后变成54 km/h，需再经多长时间火车的速度才能达到64.8 km/h
解析：设火车在三个时刻的速度分别为v1、v2、v3.如图所示．
答案：15 s
对v－t图像的理解及应用
如图1－5－5所示，请回答：
(1)图线①②分别表示物体做什么运动？
(2)①物体3 s内速度的改变量是多少，方向与速度方向有什么关系？
例2
图1－5－5
(3)②物体5 s内速度的改变量是多少？方向与其速度方向有何关系？
(4)①②物体的运动加速度分别为多少？方向如何？
(5)两图像的交点A的意义．
【自主解答】　
(1)①做匀加速直线运动　②做匀减速直线运动
(2)①物体3 s内速度的变化量
Δv＝9 m/s－0＝9 m/s，方向与速度方向相同．
(3)②物体5 s内的速度改变量Δv′＝0－9 m/s＝－9 m/s，负号表示速度改变量与速度方向相反．
【答案】　见自主解答
变式训练2 某物体做直线运动的速度－时间图像如图1－5－6所示．试根据图像回答：
(1)物体在OA段做____________运动，加速度为________ m/s2，在AB段做____________运动，加速度为________ m/s2.
(2)物体在2 s末的速度为________m/s.
图1－5－6
答案：(1)初速度为零的匀加速直线　1　匀减速直线　－2　(2)2